乙苯生产工艺路线选择

1、乙苯生产工艺路线选择,1、理化特性 外观与性状： 无色液体，有芳香气味。 熔点()： -94.9 沸点()： 136.2 相对密度(水=1)： 0.87 相对蒸气密度(空气=1)： 3.66 饱和蒸气压(kPa)： 1.33(25.9),闪点()： 15 引燃温度()： 432 爆炸上限%(V/V)： 6.7 爆炸下限%(V/V)： 1.0 溶解性： 不溶于水，可混溶于乙醇、醚等多数有机溶剂。,乙苯性质：,2、主要用途： 用于有机合成和用作溶剂。 在医药上用作合霉素和氯霉素的中间体。 也用于香料。 此外，还可作溶剂使用。,生产工艺路线选择,生产现状 到目前为止,工业上乙苯主要由苯与乙烯的烷基化

2、反应来生产的。 由烷基化制乙苯的工艺至今经历了三个阶段 ,即由以三氯化铝为催化剂的烷基化反应路线,以ZSM-5沸石分子筛为催化剂的气相烷基化法以及由Y-沸石为催化剂的液相法制乙苯工艺路线。 近几年来,国内也开展了以沸石为催化剂生产乙苯的研究,并显示了良好的工业前景。同时,催化蒸馏技术制乙苯的研究也取得了进展。,生产方法 1、 AlCl3法 （1）、 AlCl3液相法 此方法为传统的AlCl3法，使用AlCl3 - HCl催化剂，溶解于苯、乙苯和多乙苯的混合物中，生成络和物。 该络和物在烷基化反应器中与液态苯形成两相反应体系，同时通入乙烯气体，在温度130以下，常压至0.15MPa下发生烷基化反

3、应，生成乙苯和多乙苯，同时，多乙苯和乙苯发生烷基转移反应。反应器中乙烯与苯摩尔比为0.300.35 ，乙烯转化率接近100%，烷基化反应收率为97.5%。 催化剂、苯、多乙苯循环使用,每吨乙苯副产焦油1.82.7kg。 此反应中苯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应在一台反应器中完成。为限制多乙苯的生成,必须控制乙烯与苯的比例。工业生产装置控制乙烯与苯的分子比为0.30.4 左右。 催化剂配合物呈红色,与液态芳烃不互溶,反应时乙烯鼓泡进入含有两个液相的的反应器内,使它们分散混合。,优点：乙烯的转化率接近100%,乙苯的收率较高,循环苯和乙苯的量较小;苯与乙烯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应可在

4、同一台反应器中完成。 缺点：反应介质的腐蚀性强,设备造价与维修费用高以及反应产物有机相经水洗、碱洗后产生大量含有氢氧化铝淤浆的废水,加上废催化剂,造成了严重的环境污染。 由于传统的A1Cl3法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个液相等问题,l由于该法在降低成本上有较明显的效果,不少传统的AlCl3法的装置进行了改造和扩建。 该工艺特点是,烷基化和烷基转移反应在两个反应器中进行,乙苯收率高,副产焦油少,Alcl3用量少(仅为传统法的1/3)。 但这种方法也只是使设备腐蚀及环境污染问题有所缓解,并未从根本上得到解决。,（2）、均相AlCl3法 由于传统的AlCl3法存在着污染腐蚀严重及反应器内两个液相

5、等问题,1974年Monsanto/ Lummus公司提出了均相AlCl3法。 该工艺通过控制乙烯的投料,使AlCl3催化剂的用量减少到处于溶解度范围内,使反应可以在均一的液相中进行,提高了乙苯的产率。 反应温度为95 100,压力0.60.8MPa ,乙烯与苯的摩尔比为0.6。均相AlCl3法进料乙烯浓度范围可为15%100%。 优点：烷基化和烷基转移反应在两个反应器中进行,乙苯收率高,副产焦油少,AlCl3用量少(仅为传统法的1/3)。 缺点：这种方法也只是使设备腐蚀及环境污染问题有所缓解,并未从根本上得到解决。,2、Mobil - Badger气相法 1976 年由Mobil 和Badg

6、er公司合作开发了以高硅ZSM - 5沸石为催化剂制乙苯的气相法。1980年在美国Hoechst公司实现了工业化,年产47.3万吨乙苯。 实际生产中,反应器有两种工艺。一是回收的多乙苯进入同一反应器。另一种是进入另外一个烷基化反应器。 苯在温度为400 左右,压力为1.21.6MPa下,以气相进入顶部床层,进行苯和乙烯的气相烷基化反应,同时也进行二乙苯和苯的烷基转移反应。苯与乙烯的重量综合比为18.5 ,乙烯转化率达99.8 %。苯循环,回收后的多乙苯进入烷基转移反应器进行烷基转移反应。其操作条件为：压力0.60.7MPa ,温度440445,苯与多乙苯分子比为(11. 52) :1 ,苯单程

7、转化率为15%(Wt ) ,乙苯收率为98%。,优点： 该工艺可以用浓乙烯为原料,也可用稀乙烯混合气体为原料,该工艺采用ZSM-5沸石催化剂,完全避免了AlCl3催化剂带来的一系列问题。该催化剂对苯和乙烯的烃化反应及多乙苯与苯的反烃化反应均具有较强的催化剂活性和良好的选择性,可达99.5%。 此工艺催化剂用量少,容易结焦而失活,但容易再生,使用寿命长,生产中不存在环境污染和设备腐蚀问题。此外,系统排放的废气和残液均可为装置提供25%的燃料,输入系统的热量和反应生成的热量中95%可回收。因此,物耗、能耗低。 缺点：在处理FCC干气或焦炉尾气原料时,为了延长催化剂单程寿命,需对原料进行严格精制(原

8、料气中丙烯、H2S、O2和H2O等杂质均需净化至质量分数均为10-15以下)。且该工艺装置投资和能耗相对较高(苯单耗0.749t/t乙苯,乙烯0.168t/t乙苯)。产物中二甲苯含量较高(约210-3)，影响产品的品质。,3、Unocal/Lummus/ UOP液相法 20 世纪80 年代以来, 美国三个公司联合开发了固体酸催化剂催化苯与乙烯液相法制乙苯的新技术。 以Y-沸石为催化剂, Al2O3为粘合剂。在232316和2.796.99MPa下进行反应, 苯的质量空速210/h ,苯/乙烯摩尔比410。,优点：该法不产生污染环境的废料,反应温度低(一般不超过300C),乙苯中二甲苯杂质含量仅为204010-6,远远少于气相法。催化剂的运转周期可长达一年,对原料纯度要求不高。使用后的催化剂可以进行器外再生,再生条件缓和,使用寿命可达3年。 缺点：但该法只能用于浓乙烯的烷基化反应,而不适合FCC干气或焦炉尾气原料。空速低,催化剂用量大,反应压力较高,使能耗增加,设备和操作复杂。,本项目选用：气相法 理由：该工艺采用ZSM-5沸石催化剂,完全避免了AlCl3催化剂带来的一系列问题，该催化剂对苯和乙烯的烃化反应及多乙苯与苯的反烃化反应均具